JP2022018218A - Management device, power storage device, and management method of power storage element - Google Patents
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Abstract
Description
蓄電素子の管理装置、蓄電装置、及び、管理方法に関する。 The present invention relates to a power storage element management device, a power storage device, and a management method.
従来、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を管理する管理装置において、蓄電素子の充放電電流を計測する電流センサを備え、電流センサによって計測された電流値を補正し、補正した電流値に基づいて蓄電素子の状態を推定するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
具体的には、特許文献1に記載の充電深度算出回路は、蓄電装置に流れる電流を検出する電流検出部と、蓄電装置の端子電圧を取得する電圧取得部とを備えている。充電深度算出回路は電流検出部によって検出された電流値を補正し、補正した電流値を積算することにより、蓄電装置の充電深度(蓄電素子の状態に相当)を算出する。充電深度算出回路は算出した充電深度から端子電圧を推定し、推定される端子電圧と電圧取得部によって取得される端子電圧との差を減少させるように、電流値を補正する。
Conventionally, in a management device that manages a power storage element such as a lithium ion secondary battery, a current sensor for measuring the charge / discharge current of the power storage element is provided, the current value measured by the current sensor is corrected, and the corrected current value is used. There is known one that estimates the state of the power storage element (see, for example, Patent Document 1).
Specifically, the charge depth calculation circuit described in
電流センサの特性は使用に伴って変化することがある。電流センサの特性は電流が流れなくても経時的に変化することもある。便宜上、以降の説明では電流センサの特性が使用に伴って変化すること及び経時的に変化することを総称して電流センサの特性の経時的な変化という。電流センサの特性が経時的に変化すると蓄電素子の状態の推定精度が悪化する。前述した特許文献1に記載の発明ではこれについて検討されていなかった。
The characteristics of the current sensor may change with use. The characteristics of the current sensor may change over time even when no current flows. For convenience, in the following description, the change in the characteristics of the current sensor with use and the change over time are collectively referred to as the change in the characteristics of the current sensor over time. If the characteristics of the current sensor change over time, the accuracy of estimating the state of the power storage element deteriorates. This has not been studied in the invention described in
本明細書では、電流センサの特性が経時的に変化した場合だけでなく、電流センサの特性が突発的に変化した場合にも蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制する技術を開示する。 The present specification discloses a technique for suppressing deterioration of the estimation accuracy of the state of the power storage element not only when the characteristics of the current sensor change over time but also when the characteristics of the current sensor suddenly change. do.
蓄電素子の管理装置であって、前記蓄電素子と直列に接続されている電流センサと、管理部と、を備え、前記管理部は、前記電流センサによって計測された電流値を補正値に基づいて補正する補正処理と、前記補正処理で補正された電流値に基づいて前記蓄電素子の状態を推定する推定処理と、前記補正処理の実行に応じて所定値を積算する積算処理と、前記積算処理で積算された積算値が第1の閾値に達すると、前記状態の推定値に蓄積された誤差を低減する低減処理と、前記電流センサの特性変化に関係する物理量に応じて前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更する変更処理と、を実行する。 It is a management device for a power storage element, and includes a current sensor connected in series with the power storage element and a management unit. The management unit calculates a current value measured by the current sensor based on a correction value. The correction process for correction, the estimation process for estimating the state of the power storage element based on the current value corrected by the correction process, the integration process for integrating a predetermined value according to the execution of the correction process, and the integration process. When the integrated value integrated in is reached the first threshold value, the reduction process for reducing the error accumulated in the estimated value of the state, and the predetermined value and the predetermined value according to the physical quantity related to the characteristic change of the current sensor. A change process for changing at least one of the first thresholds is executed.
電流センサの特性が経時的に変化した場合だけでなく、電流センサの特性が突発的に変化した場合にも蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。 It is possible to suppress deterioration of the estimation accuracy of the state of the power storage element not only when the characteristics of the current sensor change over time but also when the characteristics of the current sensor suddenly change.
(本実施形態の概要)
(1)本発明の一局面によれば、蓄電素子の管理装置は、前記蓄電素子と直列に接続されている電流センサと、管理部と、を備え、前記管理部は、前記電流センサによって計測された電流値を補正値に基づいて補正する補正処理と、前記補正処理で補正された電流値に基づいて前記蓄電素子の状態を推定する推定処理と、前記補正処理の実行に応じて所定値を積算する積算処理と、前記積算処理で積算された積算値が第1の閾値に達すると、前記状態の推定値に蓄積された誤差を低減する低減処理と、前記電流センサの特性変化に関係する物理量に応じて前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更する変更処理と、を実行する。
(Outline of this embodiment)
(1) According to one aspect of the present invention, the management device for the power storage element includes a current sensor connected in series with the power storage element and a management unit, and the management unit measures the current sensor. A correction process for correcting the corrected current value based on the correction value, an estimation process for estimating the state of the power storage element based on the current value corrected by the correction process, and a predetermined value according to the execution of the correction process. It is related to the integration process for integrating the current sensor, the reduction process for reducing the error accumulated in the estimated value of the state when the integrated value integrated in the integration process reaches the first threshold value, and the characteristic change of the current sensor. The change process of changing at least one of the predetermined value and the first threshold value according to the physical quantity to be performed is executed.
上記の管理装置によると、予め電流センサの経時的な特性変化の傾向を調べて補正値を設定しておき、その補正値に基づいて電流値を補正することにより、電流センサの特性が経時的に変化しても電流値をある程度精度よく補正できる。このため、電流センサの特性が経時的に変化しても蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。
しかしながら、上述した補正値は過去の実験に基づいて決定されるものであり、必ずしも実際の特性変化を表すものではないため、蓄電素子の状態の推定値に誤差が蓄積される可能性がある。上記の管理装置によると、補正処理の実行に応じて所定値を積算し、所定値の積算値が第1の閾値に達すると、蓄電素子の状態の推定値に蓄積された誤差を低減する低減処理を実行するので、誤差の蓄積によって蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。
According to the above management device, the characteristics of the current sensor are changed over time by investigating the tendency of the characteristics of the current sensor over time and setting a correction value, and then correcting the current value based on the correction value. Even if it changes to, the current value can be corrected with some accuracy. Therefore, even if the characteristics of the current sensor change with time, it is possible to prevent the estimation accuracy of the state of the power storage element from deteriorating.
However, since the above-mentioned correction value is determined based on past experiments and does not necessarily represent an actual characteristic change, an error may be accumulated in the estimated value of the state of the power storage element. According to the above management device, a predetermined value is integrated according to the execution of the correction process, and when the integrated value of the predetermined value reaches the first threshold value, the error accumulated in the estimated value of the state of the power storage element is reduced. Since the processing is executed, it is possible to suppress the deterioration of the estimation accuracy of the state of the power storage element due to the accumulation of errors.
電流センサの特性は経時的に変化するだけでなく、大電流や温度上昇などによって突発的に変化することもある。突発的に変化するとは、経時的な変化に比べて単位時間当たりの特性の変化幅が大きいことをいう。大電流や温度上昇が発生する原因としては、外部短絡や、蓄電素子を充電する充電器の故障などが例示される。経時的な特性変化に基づいて設定される補正値は電流センサの特性が時間の経過に伴って緩やかに変化することを想定して設定されることから、突発的に特性変化が生じた場合は電流値を適切に補正できなくなる。このため、蓄電素子の状態の推定値に蓄積される誤差が大きくなる。 The characteristics of the current sensor not only change over time, but may also change suddenly due to a large current or temperature rise. Sudden change means that the range of change in characteristics per unit time is larger than the change over time. Examples of causes of large current and temperature rise include an external short circuit and a failure of a charger for charging a power storage element. The correction value set based on the characteristic change over time is set assuming that the characteristic of the current sensor changes slowly with the passage of time. Therefore, if the characteristic change suddenly occurs, The current value cannot be corrected properly. Therefore, the error accumulated in the estimated value of the state of the power storage element becomes large.
しかしながら、前述したように上記の管理装置は所定値の積算値が第1の閾値に達すると低減処理を実行する。低減処理では突発的に生じた特性変化によって蓄積された誤差であっても低減されるので、突発的に特性変化が生じても時間が経過すれば低減処理によって誤差が低減される。しかしながら、低減処理が実行されるまでの間は推定精度が一時的に悪化した状態となる。 However, as described above, the management device executes the reduction process when the integrated value of the predetermined value reaches the first threshold value. In the reduction process, even an error accumulated due to a sudden change in characteristics is reduced. Therefore, even if a sudden change in characteristics occurs, the error is reduced by the reduction process over time. However, the estimation accuracy is temporarily deteriorated until the reduction process is executed.
管理装置によっては電流センサのキャリブレーション(校正)を行うための手段を備えているものもある。その場合は定期的にキャリブレーションを実施すれば、突発的に特性変化が生じても電流センサの計測誤差を抑制できる。しかしながら、7日に1回などのようにキャリブレーションが実施される間隔が長い場合、次回のキャリブレーションが実施されるまでは電流値の計測誤差が大きくなり、状態の推定誤差要因として無視できない。 Some management devices are equipped with means for calibrating the current sensor. In that case, if calibration is performed regularly, the measurement error of the current sensor can be suppressed even if the characteristics suddenly change. However, when the interval at which calibration is performed is long, such as once every 7 days, the measurement error of the current value becomes large until the next calibration is performed, and it cannot be ignored as a factor of estimation error of the state.
電流センサの突発的な特性変化が生じたか否かは電流センサの特性変化に関係する物理量から推測できる。上記の管理装置によると、電流センサの特性変化に関係する物理量に応じて所定値及び第1の閾値の少なくとも一方を変更する。このため、所定値の積算値が第1の閾値に達するまでの時間が短縮されるように所定値及び第1の閾値の少なくとも一方を変更することにより、低減処理が高頻度で実行されるようになる。これにより蓄電素子の状態の推定精度が一時的に悪化する期間を短縮できる。
このため上記の管理装置によると、電流センサの特性が経時的に変化した場合だけでなく、電流センサの特性が突発的に変化した場合にも蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。
Whether or not a sudden characteristic change of the current sensor has occurred can be inferred from the physical quantity related to the characteristic change of the current sensor. According to the above management device, at least one of the predetermined value and the first threshold value is changed according to the physical quantity related to the characteristic change of the current sensor. Therefore, by changing at least one of the predetermined value and the first threshold value so that the time until the integrated value of the predetermined value reaches the first threshold value is shortened, the reduction process is executed with high frequency. become. As a result, it is possible to shorten the period during which the estimation accuracy of the state of the power storage element temporarily deteriorates.
Therefore, according to the above management device, it is possible to suppress deterioration of the estimation accuracy of the state of the power storage element not only when the characteristics of the current sensor change over time but also when the characteristics of the current sensor suddenly change. can.
上記の「前記補正処理の実行に応じて所定値を積算する積算処理」は、補正処理が実行された回数と所定値を積算した回数とが一致していれば、必ずしも補正処理が1回実行される毎に所定値を1回積算する処理に限定されない。例えば補正処理が2回実行される毎に所定値を2回積算してもよい。補正処理が実行された回数と所定値を積算した回数とはほぼ一致していればよく、必ずしも完全に一致しなくてもよい。 In the above-mentioned "integration process for accumulating predetermined values according to the execution of the correction process", if the number of times the correction process is executed and the number of times the predetermined values are integrated match, the correction process is not necessarily executed once. The process is not limited to the process of accumulating a predetermined value once each time. For example, the predetermined value may be integrated twice every time the correction process is executed twice. The number of times the correction process is executed and the number of times the predetermined values are integrated may be substantially the same, and may not necessarily be completely the same.
「前記補正処理の実行に応じて所定値を積算する積算処理」は、所定値を加算することに限定されるものではなく、実質的に同じ意味を持つ他の方法も含む。例えば、補正処理の実行に応じてある初期値から所定値を減算(積算に相当)し、減算後の値(積算値に相当)が第1の閾値に達すると低減処理を実行してもよい。あるいは、減算は負の値を加算すると言い換えることもできる。 The "integration process for accumulating predetermined values according to the execution of the correction process" is not limited to adding predetermined values, and includes other methods having substantially the same meaning. For example, a predetermined value may be subtracted (corresponding to integration) from a certain initial value according to the execution of the correction processing, and the reduction processing may be executed when the subtracted value (corresponding to the integrated value) reaches the first threshold value. .. Alternatively, subtraction can be rephrased as adding a negative value.
(2)本発明の一局面によれば、前記所定値は前記補正値であり、前記管理部は、前記変更処理において、前記補正値を変更してもよい。 (2) According to one aspect of the present invention, the predetermined value is the correction value, and the management unit may change the correction value in the change processing.
変更処理では電流センサの特性変化に応じて所定値を変更してもよいし、第1の閾値を変更してもよいが、所定値が補正値である場合は、所定値を変更すると、第1の閾値を変更する場合に比べて次のような利点がある。
所定値が補正値である場合、所定値を変更することは補正値を変更することを意味する。補正値を変更すると補正処理においても変更後の補正値に基づいて電流値が補正されるので、第1の閾値を変更する場合に比べ、補正処理での補正の精度が向上する。このため、電流センサの経時的な特性変化によって蓄電素子の状態の推定精度が悪化することをより抑制できる。
In the change process, the predetermined value may be changed or the first threshold value may be changed according to the change in the characteristics of the current sensor. However, if the predetermined value is a correction value, the predetermined value may be changed. Compared with the case of changing the threshold value of 1, there are the following advantages.
When the predetermined value is a correction value, changing the predetermined value means changing the correction value. When the correction value is changed, the current value is corrected in the correction process based on the changed correction value, so that the accuracy of the correction in the correction process is improved as compared with the case where the first threshold value is changed. Therefore, it is possible to further suppress the deterioration of the estimation accuracy of the state of the power storage element due to the change in the characteristics of the current sensor over time.
(3)本発明の一局面によれば、前記状態は前記蓄電素子の充電状態であってもよい。 (3) According to one aspect of the present invention, the state may be a charging state of the power storage element.
上記の管理装置によると、電流センサの特性が経時的に変化した場合だけでなく、電流センサの特性が突発的に変化した場合にも蓄電素子の充電状態(SOC:State Of Chareg)の推定精度が悪化することを抑制できる。 According to the above management device, the estimation accuracy of the charge state (SOC: System of Chareg) of the power storage element not only when the characteristics of the current sensor change over time but also when the characteristics of the current sensor suddenly change. Can be suppressed from getting worse.
(4)本発明の一局面によれば、前記蓄電素子は充電状態の変化に対する電圧の変化が小さいプラトー領域を有してもよい。 (4) According to one aspect of the present invention, the power storage element may have a plateau region in which the change in voltage with respect to the change in charge state is small.
図11に示すように、蓄電素子の中には充電状態(SOC)の変化に対する蓄電素子の開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の変化が小さいプラトー領域を有するものがある。プラトー領域は、具体的には例えばSOCの変化量に対するOCVの変化量が2[mV/%]以下の領域である。
プラトー領域を有していない蓄電素子の場合はOCVからSOCを精度よく推定できるので、OCVからSOCを推定することにより、電流センサの特性が変化してもSOCを精度よく推定できる。これに対し、プラトー領域を有する蓄電素子はOCVからSOCを精度よく推定することが難しいため、通常、電流値に基づいてSOCが推定されている。このような蓄電素子では電流センサの特性が変化するとSOCの推定精度が悪化するため、OCVからSOCを推定する方法以外で、電流センサの特性が変化した場合のSOCの推定精度の悪化を抑制する方法が望まれていた。
上記の管理装置によると、OCVからSOCを推定することが難しい蓄電素子であっても電流センサの特性変化によるSOCの推定精度の悪化を抑制できる。このため上記の管理装置はプラトー領域を有する蓄電素子の場合に特に有用である。
As shown in FIG. 11, some power storage elements have a plateau region in which the change in the open circuit voltage (OCV: Open Circuit Voltage) of the power storage element with respect to the change in the state of charge (SOC) is small. Specifically, the plateau region is a region in which the amount of change in OCV with respect to the amount of change in SOC is 2 [mV /%] or less.
In the case of a power storage element that does not have a plateau region, the SOC can be estimated accurately from the OCV. Therefore, by estimating the SOC from the OCV, the SOC can be estimated accurately even if the characteristics of the current sensor change. On the other hand, since it is difficult to accurately estimate the SOC from the OCV in the power storage element having a plateau region, the SOC is usually estimated based on the current value. In such a power storage element, if the characteristics of the current sensor change, the estimation accuracy of the SOC deteriorates. Therefore, other than the method of estimating the SOC from the OCV, the deterioration of the estimation accuracy of the SOC when the characteristics of the current sensor changes is suppressed. A method was desired.
According to the above management device, even if the storage element is difficult to estimate the SOC from the OCV, it is possible to suppress the deterioration of the SOC estimation accuracy due to the change in the characteristics of the current sensor. Therefore, the above management device is particularly useful in the case of a power storage element having a plateau region.
(5)本発明の一局面によれば、前記低減処理は、前記蓄電素子を所定の充電状態まで充電し、前記推定処理で推定された前記充電状態の推定値を前記所定の充電状態の値に更新する処理であってもよい。 (5) According to one aspect of the present invention, in the reduction process, the power storage element is charged to a predetermined charging state, and the estimated value of the charging state estimated by the estimation process is used as the value of the predetermined charging state. It may be a process of updating to.
上記の管理装置によると、蓄電素子を所定の充電状態まで充電し、推定処理で推定された充電状態の推定値を当該所定の充電状態の値で更新するので、充電状態の推定値に蓄積された誤差を低減できる。 According to the above management device, the power storage element is charged to a predetermined charging state, and the estimated value of the charging state estimated by the estimation process is updated with the value of the predetermined charging state, so that it is accumulated in the estimated value of the charging state. The error can be reduced.
(6)本発明の一局面によれば、前記物理量は前記電流センサによって計測された電流値であり、前記管理部は、前記変更処理において、前記電流センサによって第2の閾値以上の電流値が計測されると前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更してもよい。 (6) According to one aspect of the present invention, the physical quantity is a current value measured by the current sensor, and the management unit has a current value equal to or higher than a second threshold value by the current sensor in the change process. When measured, at least one of the predetermined value and the first threshold value may be changed.
電流センサは大電流(電流値が第2の閾値以上の電流)が流れると特性が突発的に変化することがある。上記の管理装置によると、電流センサによって第2の閾値以上の電流値が計測されると所定値及び第1の閾値の少なくとも一方を変更するので、大電流が流れて電流センサの特性が突発的に変化した場合に、蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。 The characteristics of the current sensor may change suddenly when a large current (current whose current value is equal to or greater than the second threshold value) flows. According to the above management device, when a current value equal to or higher than the second threshold value is measured by the current sensor, at least one of the predetermined value and the first threshold value is changed, so that a large current flows and the characteristics of the current sensor are sudden. When the value changes to, it is possible to prevent the estimation accuracy of the state of the power storage element from deteriorating.
(7)本発明の一局面によれば、前記物理量は前記電流センサによって計測された電流値であり、前記管理部は、前記変更処理において、前記電流センサによって第3の閾値以上且つ第4の閾値未満の電流値が所定時間以上継続して計測されると前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更してもよい。 (7) According to one aspect of the present invention, the physical quantity is a current value measured by the current sensor, and the management unit has a third threshold value or more and a fourth threshold value by the current sensor in the change process. When a current value less than the threshold value is continuously measured for a predetermined time or longer, at least one of the predetermined value and the first threshold value may be changed.
電流センサは異常な大電流が流れた場合だけでなく、正常な範囲の大電流(電流値が第3の閾値以上且つ第4の閾値未満の電流)が長時間流れることによって特性が突発的に変化することもある。上記の管理装置によると、電流センサによって第3の閾値以上且つ第4の閾値未満の電流値が所定時間以上継続して計測されると所定値及び第1の閾値の少なくとも一方を変更する。このため、正常な範囲の大電流が長時間流れることによって電流センサの特性が突発的に変化しても蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。 The characteristics of the current sensor are sudden not only when an abnormally large current flows, but also when a large current in the normal range (current whose current value is greater than or equal to the third threshold value and less than the fourth threshold value) flows for a long time. It may change. According to the above management device, when the current value of the third threshold value or more and less than the fourth threshold value is continuously measured for a predetermined time or longer, at least one of the predetermined value and the first threshold value is changed. Therefore, even if the characteristics of the current sensor suddenly change due to the large current flowing in the normal range for a long time, it is possible to suppress the deterioration of the estimation accuracy of the state of the power storage element.
(8)本発明の一局面によれば、前記蓄電素子の温度を計測する温度センサを備え、前記物理量は前記温度センサによって計測された温度であり、前記管理部は、前記変更処理において、前記温度センサによって第5の閾値以上の温度が計測されると前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更してもよい。 (8) According to one aspect of the present invention, the temperature sensor for measuring the temperature of the power storage element is provided, the physical quantity is the temperature measured by the temperature sensor, and the management unit is described in the change process. When the temperature of the fifth threshold value or higher is measured by the temperature sensor, at least one of the predetermined value and the first threshold value may be changed.
大電流が流れた場合は蓄電素子の温度が上昇するので、蓄電素子の温度が異常(第5の閾値以上)に上昇した場合は電流センサの特性が大きく変化した可能性が高い。上記の管理装置によると、温度センサによって第5の閾値以上の温度が計測されると所定値及び第1の閾値の少なくとも一方を変更するので、大電流が流れて電流センサの特性が突発的に変化しても蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。 When a large current flows, the temperature of the power storage element rises, so if the temperature of the power storage element rises abnormally (more than or equal to the fifth threshold value), it is highly possible that the characteristics of the current sensor have changed significantly. According to the above management device, when the temperature sensor measures a temperature equal to or higher than the fifth threshold value, at least one of the predetermined value and the first threshold value is changed, so that a large current flows and the characteristics of the current sensor suddenly change. Even if it changes, it is possible to prevent the estimation accuracy of the state of the power storage element from deteriorating.
(9)本発明の一局面によれば、前記電流センサは抵抗体を有し、前記抵抗体を用いて電流値を計測してもよい。 (9) According to one aspect of the present invention, the current sensor has a resistor, and the current value may be measured using the resistor.
抵抗体を用いて電流値を計測する電流センサは大電流や温度上昇などによって抵抗体の抵抗値(電流センサの特性)が突発的に変化することがある。上記の管理装置によると、大電流や温度上昇などによって抵抗体の抵抗値が突発的に変化しても蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。 In a current sensor that measures a current value using a resistor, the resistance value of the resistor (characteristics of the current sensor) may change suddenly due to a large current or temperature rise. According to the above management device, even if the resistance value of the resistor suddenly changes due to a large current or a temperature rise, it is possible to prevent the estimation accuracy of the state of the power storage element from deteriorating.
(10)本発明の一局面によれば、蓄電装置であって、蓄電素子と、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の管理装置と、を備える。
(10) According to one aspect of the present invention, the power storage device includes a power storage element and the management device according to any one of
上記の蓄電装置によると、電流センサの特性が経時的に変化した場合だけでなく、電流センサの特性が突発的に変化した場合にも蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。 According to the above-mentioned power storage device, it is possible to suppress deterioration of the estimation accuracy of the state of the power storage element not only when the characteristics of the current sensor change with time but also when the characteristics of the current sensor suddenly change.
(11)本発明の一局面によれば、蓄電素子の管理方法は、前記蓄電素子と直列に接続されている電流センサによって計測された電流値を補正値に基づいて補正する補正ステップと、前記補正ステップで補正された電流値に基づいて前記蓄電素子の状態を推定する推定ステップと、前記補正ステップの実行に応じて所定値を積算する積算ステップと、前記積算ステップで積算された積算値が第1の閾値に達すると、前記状態の推定値に蓄積された誤差を低減する低減ステップと、前記電流センサの特性変化に関係する物理量に応じて前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更する変更ステップと、を含む。 (11) According to one aspect of the present invention, the method of managing the power storage element includes a correction step of correcting the current value measured by the current sensor connected in series with the power storage element based on the correction value, and the above-mentioned correction step. An estimation step that estimates the state of the power storage element based on the current value corrected in the correction step, an integration step that integrates a predetermined value according to the execution of the correction step, and an integration value integrated in the integration step When the first threshold is reached, a reduction step of reducing the error accumulated in the estimated value of the state, and at least one of the predetermined value and the first threshold depending on the physical quantity related to the characteristic change of the current sensor. Includes change steps and changes.
上記の管理方法によると、電流センサの特性が経時的に変化した場合だけでなく、電流センサの特性が突発的に変化した場合にも蓄電素子の状態の推定精度が悪化することを抑制できる。 According to the above management method, it is possible to suppress deterioration of the estimation accuracy of the state of the power storage element not only when the characteristics of the current sensor change with time but also when the characteristics of the current sensor suddenly change.
本明細書によって開示される発明は、装置、方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。 The invention disclosed herein can be realized in various aspects such as devices, methods, computer programs for realizing the functions of these devices or methods, recording media on which the computer programs are recorded, and the like.
<実施形態1>
実施形態1を図1ないし図9によって説明する。以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
<
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9. In the following description, the reference numerals of the drawings may be omitted for the same constituent members except for some parts.
(1)車両の電源システム
図1に示す車両1はエンジン駆動車であり、車両発電機であるオルタネータ11、電気負荷12及び電源システム13が搭載されている。電気負荷12は定格12Vである。電気負荷12としてはセルモータ等のエンジン始動装置、補器類(エアコン、オーディオ、カーナビゲーション)などを例示できる。電源システム13はエンジン始動装置や補器類に電力を供給する。
(1) Vehicle power supply system The
図2に示すように、電源システム13は車両ECU14(電子制御装置:Electronic Control Unit)と蓄電装置15とを含んで構成されている。車両ECU14はCPU14A、RAM14B、ROM14Cなどを備えており、蓄電装置15と通信可能に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
(2)蓄電装置の構成
図3に示すように、蓄電装置15は収容体71を備える。収容体71は合成樹脂材料からなる本体73と蓋体74とを備えている。本体73は有底筒状である。本体73は底面部75と4つの側面部76とを備えている。4つの側面部76によって上端部分に上方開口部77が形成されている。
(2) Configuration of power storage device As shown in FIG. 3, the
収容体71は複数の電池セル30A(蓄電素子の一例)からなる組電池と回路基板ユニット72とを収容する。回路基板ユニット72は組電池の上部に配置されている。
蓋体74は本体73の上方開口部77を閉鎖する。蓋体74の周囲には外周壁78が設けられている。蓋体74は平面視略T字形の突出部79を有する。蓋体74の前部のうち一方の隅部に正極の外部端子80Pが固定され、他方の隅部に負極の外部端子80Nが固定されている。
The
The
電池セル30Aは繰り返し充放電可能な二次電池であり、具体的にはリチウムイオン二次電池である。より具体的には、電池セル30AはSOCの変化に対するOCVの変化が相対的に小さいプラトー領域を有するリチウムイオン二次電池である。プラトー領域を有するリチウムイオン二次電池としては、正極活物質に鉄が含有された鉄系のリチウムイオン二次電池が例示される。鉄系のリチウムイオン二次電池としては、正極活物質にLiFePO4(リン酸鉄リチウム)、負極活物質にGr(グラファイト)が含有されたLFP/Gr系のリチウムイオン二次電池が例示される。
The
図4A及び図4Bに示すように、電池セル30Aは直方体形状のケース82内に電極体83を非水電解質と共に収容したものである。ケース82はケース本体84とその上方の開口部を閉鎖する蓋85とを有している。
電極体83は、詳細については図示しないが、銅箔からなる基材に負極活物質を塗布した負極要素と、アルミニウム箔からなる基材に正極活物質を塗布した正極要素との間に多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータを配置したものである。これらはいずれも帯状であり、セパレータに対して負極要素と正極要素とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらした状態で、ケース本体84に収容可能となるように扁平状に巻回されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
Although not shown in detail, the
正極要素には正極集電体86を介して正極端子87が接続されており、負極要素には負極集電体88を介して負極端子89が接続されている。正極集電体86及び負極集電体88は平板状の台座部90とこの台座部90から延びる脚部91とからなる。台座部90には貫通孔が形成されている。脚部91は正極要素又は負極要素に接続されている。正極端子87及び負極端子89は、端子本体部92と、その下面中心部分から下方に突出する軸部93とからなる。そのうち、正極端子87の端子本体部92と軸部93とは、アルミニウム(単一材料)によって一体成形されている。負極端子89においては、端子本体部92がアルミニウム製で、軸部93が銅製であり、これらを組み付けたものである。正極端子87及び負極端子89の端子本体部92は、蓋85の両端部に絶縁材料からなるガスケット94を介して配置され、このガスケット94から外方へ露出されている。
The
図4Aに示すように、蓋85は圧力開放弁95を有している。圧力開放弁95は正極端子87と負極端子89の間に位置している。圧力開放弁95はケース82の内圧が制限値を超えた時に開放してケース82の内圧を下げる。
As shown in FIG. 4A, the
(3)蓄電装置の電気的構成
図5に示すように、蓄電装置15は組電池30、BMU31(管理装置の一例)及び通信コネクタ32を備える。詳しくは後述するが、BMU31は電流センサ33を備えている。組電池30と電流センサ33とはパワーライン34P,34Nを介して直列に接続されている。パワーライン34Pは正極の外部端子80Pと組電池30の正極とを接続するパワーラインである。パワーライン34Nは負極の外部端子80Nと組電池30の負極とを接続するパワーラインである。
(3) Electrical Configuration of Power Storage Device As shown in FIG. 5, the
組電池30は12個の電池セル30Aが3並列で4直列に接続されている。図3では並列に接続された3つの電池セル30Aを1つの電池記号で表している。
BMU31は電流センサ33、電圧検出回路35、温度センサ36及び管理部37を備えている。電圧検出回路35及び管理部37は回路基板ユニット72(図4参照)に実装されている。
In the assembled
The
電流センサ33は組電池30の負極側に位置し、負極のパワーライン34Nに設けられている。電流センサ33は組電池30の充放電電流[A]を計測して管理部37に出力する。電流センサ33の構成については後述する。
電圧検出回路35は信号線によって各電池セル30Aの両端にそれぞれ接続されている。電圧検出回路35は各電池セル30Aの電池電圧[V]を計測して管理部37に出力する。組電池30の総電圧[V]は直列に接続された4つの電池セル30Aの合計電圧である。
温度センサ36は接触式あるいは非接触式であり、電池セル30Aの温度[℃]を計測して管理部37に出力する。図5では省略しているが、温度センサ36は2つ以上設けられている。各温度センサ36は互いに異なる電池セル30Aの温度を検出する。
The
The
The
管理部37はCPUやRAMなどが1チップ化されたマイクロコンピュータ37A、記憶部37B及び通信部37Cを備える。記憶部37Bはデータを書き換え可能な記憶媒体であり、各種のプログラムや後述する補正値Pなどが記憶されている。マイクロコンピュータ37Aは記憶部37Bに記憶されているプログラムを実行することによって蓄電装置15を管理する。通信部37CはBMU31が車両ECU14と通信するための回路である。
通信コネクタ32はBMU31が車両ECU14と通信するための通信ケーブルが接続されるコネクタである。
The
The
図6を参照して、電流センサ33の構成について説明する。電流センサ33は電池セル30Aと直列に接続されているシャント抵抗33A(抵抗体の一例)と、シャント抵抗33Aの両端の電位差を検出する検出回路33Bとを有している。検出回路33Bはシャント抵抗33Aの両端の電位差を検出し、シャント抵抗33Aの抵抗値と電位差とからオームの法則によって電流値を算出する。
The configuration of the
シャント抵抗33Aの抵抗値は経時的に変化する他、大電流や異常な温度上昇によって突発的に変化することもある。
例えば車両1のエンジン始動時には蓄電装置15からエンジン始動装置に大電流が流れる。そのときの大電流は600A~700A程度であり、正常な範囲の大電流である。正常な範囲の大電流の場合、短時間であればシャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化する可能性は小さい。これに対し、蓄電装置15はオルタネータ11の故障や外部短絡などによって異常な大電流が流れる可能性がある。外部短絡によって流れる電流の電流値は例えば1500A以上であり、異常な大電流である。このような異常な大電流が流れると短時間であってもシャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化することがある。
The resistance value of the
For example, when the engine of the
正常な範囲の大電流であっても長時間に亘って流れることによって抵抗値が突発的に変化することもある。例えばエンジン始動装置が備えるスタータモータは故障によってロックした状態(回転不能な状態)になることがある。その場合、スタータモータを回転させるために蓄電装置15からエンジン始動装置に長時間に亘って大電流が流れることがある。このときの大電流は正常な範囲の大電流であるが、長時間に亘って流れることによってシャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化することがある。
Even if the current is large in the normal range, the resistance value may change suddenly due to the flow over a long period of time. For example, the starter motor included in the engine starter may be locked (non-rotatable) due to a failure. In that case, a large current may flow from the
異常な大電流が流れた場合や正常な範囲の大電流が長時間に亘って流れた場合は電池セル30Aの温度も異常に上昇する。このため、温度センサ36によって計測された温度が異常に高い場合や、異常に高い温度が長時間継続した場合は、シャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化したと判断することもできる。
When an abnormally large current flows or when a large current in the normal range flows for a long time, the temperature of the
(4)SOCの推定、SOCの満充電リセット及び補正値の変更
管理部37は電流積算法によって蓄電装置15のSOC(状態、充電状態の一例)を推定する(推定処理、推定ステップの一例)。電流積算法は、電流センサ33によって所定の時間間隔(10ミリ秒など)で電流値を計測し、計測した電流値を初期値に加減することによってSOCを推定する方法である。
(4) SOC estimation, SOC full charge reset, and change of correction value The
前述したようにシャント抵抗33Aの抵抗値は経時的に変化するため、抵抗値の経時的な変化(特性変化の傾向)を考慮しないとSOCの推定精度が低下する。このため、管理部37は電流センサ33によって計測した電流値に補正値Pを加算することによって電流値を補正し(補正処理、補正ステップの一例)、補正した電流値を用いてSOCを推定する(推定処理、推定ステップの一例)。補正値Pは予め実験によって取得されたシャント抵抗33Aの抵抗値の経時的な変化に基づいて決定されたものである。通常、シャント抵抗33Aの抵抗値は時間の経過に伴って緩やかに変化するので、補正値Pも抵抗値が時間の経過に伴って緩やかに変化することを想定して決定される。
As described above, since the resistance value of the
補正値Pは過去の実験に基づいて決定されたものであり、必ずしも実際の抵抗値の変化を表すものではないため、SOCの推定値に誤差が蓄積される可能性がある。このため、管理部37は補正処理の実行に応じて補正値P(所定値の一例)を積算し(積算処理、積算ステップの一例)、補正値Pの積算値が第1の閾値に達すると、SOCの推定値に蓄積された誤差を低減する低減処理を実行する。具体的には、実施形態1に係る管理部37は補正処理を実行する毎にカウンタCに補正値P(所定値の一例)を積算し、補正値Pの積算値が第1の閾値に達すると、後述する満充電リセット(低減処理、低減ステップの一例)を実行する。カウンタCは満充電リセットを行うと0に初期化される。
Since the correction value P is determined based on past experiments and does not necessarily represent a change in the actual resistance value, an error may be accumulated in the estimated value of SOC. Therefore, the
図7を参照して、上述した第1の閾値について説明する。図7に示す例の場合、第1の閾値は現時点のSOCの5%に相当する値である。管理部37は補正値Pの積算値が現時点のSOCの5%に相当する値に達すると満充電リセットを実行する。第1の閾値は現時点のSOCの5%に限定されるものではなく、適宜に決定できる。例えば第1の閾値は蓄電装置15の全充電容量の5%に相当する値であってもよい。
The above-mentioned first threshold value will be described with reference to FIG. 7. In the case of the example shown in FIG. 7, the first threshold value is a value corresponding to 5% of the current SOC. The
図8を参照して、満充電リセットについて説明する。図8において実線50は電流値、一点鎖線51は電圧値を示している。ここでいう満充電とは必ずしもSOCが100%であることを意味するのではなく、電池セル30Aが所定のSOC(例えば99.2%)、または、所定の電圧まで充電されたことを満充電という。
A full charge reset will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the
管理部37は、補正値Pの積算値が第1の閾値に達すると、車両ECU14と協調して蓄電装置15を満充電する。蓄電装置15の満充電では、蓄電装置15の電圧が所定電圧(例えば3.5V)に達するまでは定電流充電(CC充電)が行われ、電圧が所定電圧に達すると定電圧充電(CV充電)に切り替えられる。定電圧充電では電流値が徐々に低下し、電流値が閾値I_thrまで低下すると満充電となる。図8に示す例の場合、電流値が閾値I_thrまで低下したときのSOCは99.2%(所定の充電状態の一例)である。このため、管理部37は、電流値が閾値I_thrまで低下すると、電流積算法によって推定されたSOCを99.2%に更新する。一般に満充電リセットは精度が高いため、電流積算法によって推定されたSOCに蓄積された誤差を低減できる。
When the integrated value of the correction value P reaches the first threshold value, the
図7を参照して、補正値Pの変更について説明する。補正値Pはシャント抵抗33Aの抵抗値が時間の経過に伴って緩やかに変化することを想定して決定されることから、抵抗値が突発的に変化した場合は電流値を適切に補正できない。電流値を適切に補正できないと次回の満充電リセットが実行されるまでの間はSOCの推定精度が一時的に悪化する。このため、管理部37はシャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化したか否かを電流値(電流センサ33の特性変化に関係する物理量の一例)から判断し、抵抗値が突発的に変化した場合は補正値Pの積算値が第1の閾値に達するまでの時間が短縮されるように補正値Pを変更する(変更処理、変更ステップの一例)。
The change of the correction value P will be described with reference to FIG. 7. Since the correction value P is determined on the assumption that the resistance value of the
具体的には、時点T1で抵抗値が大きく変化したと仮定する。この場合、管理部37は時点T1で補正値Pを例えば2倍に変更する。図7において実線53は補正値Pを変更しなかった場合のグラフであり、一点鎖線54は補正値Pを2倍に変更した場合のグラフである。図7に示す例の場合、補正値Pを変更しなかった場合は時点T3で積算値が第1の閾値(SOC5%)に達するのに対し、補正値Pを2倍にした場合は時点T3より早い時点T2で第1の閾値に達する。このため、補正値Pを変更しない場合(実線53)に比べ、補正値Pの積算値が第1の閾値に達するまでの時間が短縮される。このため満充電リセットが高頻度で実行されるようになり、シャント抵抗33Aの抵抗値の突発的な変化によってSOCの推定精度が悪化することを抑制できる。
Specifically, it is assumed that the resistance value changes significantly at the time point T1. In this case, the
図9を参照して、SOCの推定、SOCの満充電リセット及び補正値の変更のフローについて説明する。本処理は電流センサ33によって所定の時間間隔で電流値が計測される毎に開始される。
S101では、管理部37は電流センサ33によって計測された電流値に、記憶部37Bに記憶されている補正値Pを加算することによって電流値を補正する。
S102では、管理部37はS101で補正された電流値に基づいてSOCを推定する。この推定は電流積算法によって行われる。
With reference to FIG. 9, the flow of SOC estimation, SOC full charge reset, and correction value change will be described. This process is started every time the current value is measured by the
In S101, the
In S102, the
S103では、管理部37はシャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化したか否かを、S101で補正した電流値(補正する前の電流値でもよい)から判断する。具体的には、管理部37は以下の(a)又は(b)が成立したか否かを判断する。
(a)異常な大電流:計測された電流値が1000A以上。1000Aは第2の閾値の一例である。
(b)正常な範囲の大電流が長時間継続:今回の計測を含めて直近の複数回の計測で連続して600A以上且つ1000A未満の電流値が計測された。600Aは第3の閾値の一例であり、1000Aは第4の閾値の一例である。
管理部37は(a)又は(b)が成立した場合は抵抗値が突発的に変化したと判断してS104に進み、いずれも成立していない場合は変化していないと判断してS105に進む。
In S103, the
(A) Abnormally large current: The measured current value is 1000 A or more. 1000A is an example of the second threshold.
(B) Large current in the normal range continues for a long time: Current values of 600 A or more and less than 1000 A were continuously measured in the latest multiple measurements including this measurement. 600A is an example of a third threshold value, and 1000A is an example of a fourth threshold value.
If (a) or (b) is satisfied, the
S104では、管理部37は記憶部37Bに記憶されている補正値Pを2倍の値に書き換える。記憶部37Bに記憶されている補正値Pを書き換えるので、次回以降の本処理の実行では2倍にされた補正値Pが用いられる。
S105では、管理部37は補正値Pを積算するカウンタCに補正値Pを加算する。S105はS103の前に実行されてもよい。
In S104, the
In S105, the
S106では、管理部37はカウンタCの値が第1の閾値以上であるか否かを判定し、第1の閾値以上である場合はS107に進み、第1の閾値未満である場合は本処理を終了する。
S107では、管理部37は満充電リセットを行う。
S108では、管理部37はカウンタCを0に初期化する。
In S106, the
In S107, the
In S108, the
(5)実施形態の効果
BMU31によると、シャント抵抗33Aの抵抗値が経時的に変化した場合だけでなく、抵抗値が突発的に変化した場合にも電池セル30AのSOCの推定精度が悪化することを抑制できる。
(5) Effect of the Embodiment According to the
BMU31によると、所定値は補正値Pであり、抵抗値の突発的な変化に応じて補正値Pを変更する。補正値Pを変更すると補正処理においても変更後の補正値Pに基づいて電流値が補正されるので、第1の閾値を変更する場合に比べ、補正処理での補正の精度が向上する。このため、シャント抵抗33Aの抵抗値の経時的な変化によって電池セル30AのSOCの推定精度が悪化することをより抑制できる。
According to the
BMU31によると、電池セル30Aの状態はSOCである。BMU31によると、シャント抵抗33Aの抵抗値が経時的に変化した場合だけでなく、シャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化した場合にもSOCの推定精度が悪化することを抑制できる。
According to BMU31, the state of the
BMU31によると、プラトー領域を有する電池セル30A(OCVからSOCを推定することが難しい電池セル30A)であっても、シャント抵抗33Aの抵抗値の変化によるSOCの推定精度の悪化を抑制できる。このためBMU31はプラトー領域を有する電池セル30Aの場合に特に有用である。
According to the
BMU31によると、補正値Pの積算値が第1の閾値に達すると満充電リセットを行うので、SOCの推定値に蓄積された誤差を低減できる。
According to the
BMU31によると、電流センサ33によって1000A以上の大電流が計測されると補正値Pを変更するので、異常な大電流が流れてシャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化してもSOCの推定精度の悪化を抑制できる。
According to BMU31, the correction value P is changed when a large current of 1000 A or more is measured by the
BMU31によると、電流センサ33によって600A以上且つ1000A未満の大電流が所定時間以上継続して計測されると補正値Pを変更するので、正常な範囲の大電流が長時間流れることによってシャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化してもSOCの推定精度の悪化を抑制できる。
According to the
BMU31によると、電流センサ33はシャント抵抗33Aを有し、シャント抵抗33Aを用いて電流値を計測する。シャント抵抗33Aを用いて電流値を計測する電流センサ33は大電流や異常な温度上昇などによってシャント抵抗33Aの抵抗値(電流センサ33の特性)が突発的に変化することがある。BMU31によると、大電流や異常な温度上昇などによってシャント抵抗33Aの抵抗値が突発的に変化してもSOCの推定精度の悪化を抑制できる。
According to the
<実施形態2>
実施形態2を図10によって説明する。前述した実施形態1では、異常な大電流が検出されると補正値Pを2倍にする場合を例に説明した。これに対し、実施形態2では補正値Pを2倍にするのではなく、第1の閾値を小さくする。
<Embodiment 2>
The second embodiment will be described with reference to FIG. In the above-described first embodiment, a case where the correction value P is doubled when an abnormally large current is detected has been described as an example. On the other hand, in the second embodiment, the correction value P is not doubled, but the first threshold value is reduced.
図10を参照して具体的に説明する。図10において時点T1は異常な大電流が検出された時点である。図10に示すように、BMU31は異常な大電流を検出すると第1の閾値を小さくする。具体的には例えば、BMU31は時点T1における積算値(カウンタCの値)と変更前の第1の閾値との中間値を変更後の第1の閾値とする。これにより、補正値Pを2倍にした場合と概ね同じタイミングで次回の満充電リセットが実行される。変更後の第1の閾値は適宜に選択可能であり、上述した中間値に限定されない。
This will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 10, the time point T1 is the time point when an abnormally large current is detected. As shown in FIG. 10, the
実施形態2に係るBMU31によると、電流センサ33の突発的な特性変化が生じたことが電流値から判断される場合は第1の閾値を小さくすることにより、補正値Pの積算値が第1の閾値に達するまでの時間を短縮できる。このため満充電リセットが高頻度で実行されるようになり、シャント抵抗33Aの抵抗値の突発的な変化によってSOCの推定精度が悪化することを抑制できる。
According to the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described above and the drawings, and for example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1)上記実施形態では補正処理として電流値に補正値Pを加算する処理を例示したが、補正処理はこれに限られない。例えば補正処理は電流値に補正値を乗算する処理であってもよい。 (1) In the above embodiment, the process of adding the correction value P to the current value is exemplified as the correction process, but the correction process is not limited to this. For example, the correction process may be a process of multiplying the current value by the correction value.
(2)上記実施形態では蓄電素子の状態としてSOCを例示したが、状態はSOCに限られない。例えば状態は健康状態、劣化状態を示すSOH(State Of Health)であってもよい。 (2) In the above embodiment, SOC is exemplified as the state of the power storage element, but the state is not limited to SOC. For example, the state may be SOH (State Of Health) indicating a health state or a deterioration state.
(3)上記実施形態1では異常な大電流が計測された場合や正常な範囲の大電流が長時間継続した場合に抵抗値が大きく変化したと判断する場合を例示した。これに対し、温度センサ36によって第5の閾値以上の温度(電流センサ33の特性変化に関係する物理量の一例)が計測されると抵抗値が大きく変化したと判断し、補正値Pを変更してもよい。このようにすると、大電流が流れて電流センサ33の特性が大きく変化してもSOCの推定精度の悪化を抑制できる。
(3) In the first embodiment, the case where it is determined that the resistance value has changed significantly when an abnormally large current is measured or when a large current in the normal range continues for a long time is illustrated. On the other hand, when the
(4)上記実施形態では補正処理が実行される毎に所定値として補正値Pを積算する場合を例示したが、所定値は補正値に限られるものではなく、任意の値であってよい。例えば補正値Pを10回積算するとSOCの例えば5%に達するとした場合、所定値を1とし、積算値が10に達すると満充電リセットを実行してもよい。この場合の積算値は補正処理を実行した回数に相当する。 (4) In the above embodiment, the case where the correction value P is integrated as a predetermined value each time the correction process is executed is illustrated, but the predetermined value is not limited to the correction value and may be any value. For example, if the correction value P is integrated 10 times and reaches, for example, 5% of the SOC, the predetermined value may be set to 1, and when the integrated value reaches 10, a full charge reset may be executed. The integrated value in this case corresponds to the number of times the correction process is executed.
(5)上記実施形態では電池セル30Aとしてリチウムイオン二次電池を例示したが、電池セル30Aはリチウムイオン二次電池に限定されない。例えば、電池セル30Aは電気化学反応を伴うキャパシタであってもよい。
上記実施形態ではリチウムイオン二次電池としてプラトー領域を有するリチウムイオン二次電池を例示したが、リチウムイオン二次電池はプラトー領域を有するものに限定されない。
上記実施形態ではプラトー領域を有するリチウムイオン二次電池として鉄系のリチウムイオン二次電池を例示したが、プラトー領域を有するリチウムイオン二次電池は鉄系のリチウムイオン二次電池に限定されない。
上記実施形態では鉄系のリチウムイオン二次電池としてLFP/Gr系のリチウムイオン二次電池を例示したが、鉄系のリチウムイオン二次電池はLFP/Gr系のリチウムイオン二次電池に限定されない。
(5) In the above embodiment, the lithium ion secondary battery is exemplified as the
In the above embodiment, the lithium ion secondary battery having a plateau region is exemplified as the lithium ion secondary battery, but the lithium ion secondary battery is not limited to the one having a plateau region.
In the above embodiment, an iron-based lithium ion secondary battery is exemplified as the lithium ion secondary battery having a plateau region, but the lithium ion secondary battery having a plateau region is not limited to the iron-based lithium ion secondary battery.
In the above embodiment, the LFP / Gr-based lithium-ion secondary battery is exemplified as the iron-based lithium-ion secondary battery, but the iron-based lithium-ion secondary battery is not limited to the LFP / Gr-based lithium-ion secondary battery. ..
(6)上記実施形態ではシャント抵抗33Aを備える電流センサ33を例示したが、電流センサ33は例えばホールセンサであってもよい。
(6) Although the
(7)上記実施形態では車両1としてエンジン駆動車を例示したが、車両1はこれに限定されない。例えば車両1はハイブリッド自動車、電気自動車、電気モータで走行するフォークリフト、無人搬送車(AGV:Automatic Guided Vehicle)であってもよい。
上記実施形態では車両に搭載される蓄電装置15を例示したが、蓄電装置15は車両に搭載されるものに限定されない。例えば蓄電装置15は無停電電源装置(UPS:Uninterruptible Power Supply)に用いられる蓄電装置であってもよいし、太陽光発電によって発電された電力を蓄電する蓄電装置であってもよい。
(7) In the above embodiment, the engine-driven vehicle is exemplified as the
In the above embodiment, the
(8)上記実施形態ではS101(補正処理)が1回実行される毎にS105(積算処理)で所定値(補正値P)を1回積算する場合を例に説明した。しかしながら、積算処理は、補正処理が実行された回数と所定値を積算した回数とが一致していれば、必ずしも補正処理が1回実行される毎に所定値を1回積算する処理に限定されない。例えば補正処理が2回実行される毎に所定値を2回積算してもよい。補正処理が実行された回数と所定値を積算した回数とはほぼ一致していればよく、必ずしも完全に一致しなくてもよい。 (8) In the above embodiment, a case where a predetermined value (correction value P) is integrated once in S105 (integration processing) every time S101 (correction processing) is executed has been described as an example. However, the integration process is not necessarily limited to the process of integrating the predetermined value once for each execution of the correction process, as long as the number of times the correction process is executed and the number of times the predetermined value is integrated match. .. For example, the predetermined value may be integrated twice every time the correction process is executed twice. The number of times the correction process is executed and the number of times the predetermined values are integrated may be substantially the same, and may not necessarily be completely the same.
(9)上記実施形態では蓄電素子(電池セル30A)として車両1に搭載される電池セル30Aを例に説明したが、蓄電素子は車両に搭載されるものに限定されない。例えば、蓄電素子は小型電気製品に搭載されるものであってもよい。
(9) In the above embodiment, the
(10)上記実施形態では補正値Pに基づいて電流値を補正する毎にカウンタCに補正値Pを加算し、補正値Pの積算値が第1の閾値(現在のSOCの5%)に達すると満充電リセットを実行する場合を例に説明した。これに対し、補正値Pに基づいて電流値を補正する毎にある初期値(例えばある時点のSOCの5%)から補正値Pを減算(積算に相当)し、減算後の値(積算値に相当)が第1の閾値(例えば0%)に達すると満充電リセットを実行してもよい。 (10) In the above embodiment, the correction value P is added to the counter C every time the current value is corrected based on the correction value P, and the integrated value of the correction value P becomes the first threshold value (5% of the current SOC). The case where the full charge reset is executed when the value is reached has been described as an example. On the other hand, each time the current value is corrected based on the correction value P, the correction value P is subtracted (corresponding to the integration) from the initial value (for example, 5% of the SOC at a certain point in time), and the subtracted value (integration value). When the first threshold value (for example, 0%) is reached, a full charge reset may be executed.
15 蓄電装置
30A 電池セル(蓄電素子の一例)
31 BMU(管理装置の一例)
33 電流センサ
33A シャント抵抗(抵抗体の一例)
36 温度センサ
37 管理部
15
31 BMU (an example of management device)
33
36
Claims (11)
前記蓄電素子と直列に接続されている電流センサと、
管理部と、
を備え、
前記管理部は、
前記電流センサによって計測された電流値を補正値に基づいて補正する補正処理と、
前記補正処理で補正された電流値に基づいて前記蓄電素子の状態を推定する推定処理と、
前記補正処理の実行に応じて所定値を積算する積算処理と、
前記積算処理で積算された積算値が第1の閾値に達すると、前記状態の推定値に蓄積された誤差を低減する低減処理と、
前記電流センサの特性変化に関係する物理量に応じて前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更する変更処理と、
を実行する、管理装置。 It is a management device for power storage elements.
A current sensor connected in series with the power storage element and
With the management department
Equipped with
The management department
A correction process that corrects the current value measured by the current sensor based on the correction value, and
An estimation process that estimates the state of the power storage element based on the current value corrected by the correction process, and an estimation process.
An integration process that integrates predetermined values according to the execution of the correction process, and
When the integrated value integrated in the integration process reaches the first threshold value, a reduction process for reducing the error accumulated in the estimated value of the state, and a reduction process.
A change process for changing at least one of the predetermined value and the first threshold value according to a physical quantity related to a change in the characteristics of the current sensor.
A management device that runs.
前記所定値は前記補正値であり、
前記管理部は、前記変更処理において、前記補正値を変更する、管理装置。 The management device according to claim 1.
The predetermined value is the correction value.
The management unit is a management device that changes the correction value in the change process.
前記状態は前記蓄電素子の充電状態である、管理装置。 The management device according to claim 1 or 2.
The management device, wherein the state is a charging state of the power storage element.
前記蓄電素子は充電状態の変化に対する電圧の変化が小さいプラトー領域を有する、管理装置。 The management device according to claim 3.
The power storage element is a management device having a plateau region in which a change in voltage with respect to a change in charge state is small.
前記低減処理は、前記蓄電素子を所定の充電状態まで充電し、前記推定処理で推定された前記充電状態の推定値を前記所定の充電状態の値に更新する処理である、管理装置。 The management device according to claim 3 or 4.
The reduction process is a process of charging the power storage element to a predetermined charge state and updating the estimated value of the charge state estimated by the estimation process to the value of the predetermined charge state.
前記物理量は前記電流センサによって計測された電流値であり、
前記管理部は、前記変更処理において、前記電流センサによって第2の閾値以上の電流値が計測されると前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更する、管理装置。 The management device according to any one of claims 1 to 5.
The physical quantity is a current value measured by the current sensor, and is a current value.
The management unit is a management device that changes at least one of the predetermined value and the first threshold value when a current value equal to or higher than the second threshold value is measured by the current sensor in the change process.
前記物理量は前記電流センサによって計測された電流値であり、
前記管理部は、前記変更処理において、前記電流センサによって第3の閾値以上且つ第4の閾値未満の電流値が所定時間以上継続して計測されると前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更する、管理装置。 The management device according to any one of claims 1 to 6.
The physical quantity is a current value measured by the current sensor, and is a current value.
When the current sensor continuously measures a current value equal to or more than a third threshold value and less than a fourth threshold value for a predetermined time or longer in the change process, the management unit has at least the predetermined value and the first threshold value. A management device that changes one.
前記蓄電素子の温度を計測する温度センサを備え、
前記物理量は前記温度センサによって計測された温度であり、
前記管理部は、前記変更処理において、前記温度センサによって第5の閾値以上の温度が計測されると前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更する、管理装置。 The management device according to any one of claims 1 to 7.
A temperature sensor for measuring the temperature of the power storage element is provided.
The physical quantity is the temperature measured by the temperature sensor.
The management unit is a management device that changes at least one of the predetermined value and the first threshold value when a temperature equal to or higher than the fifth threshold value is measured by the temperature sensor in the change process.
前記電流センサは抵抗体を有し、前記抵抗体を用いて電流値を計測する、管理装置。 The management device according to any one of claims 1 to 8.
The current sensor has a resistor, and is a management device that measures a current value using the resistor.
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の管理装置と、
を備える蓄電装置。 With a power storage element
The management device according to any one of claims 1 to 9,
A power storage device equipped with.
前記蓄電素子と直列に接続されている電流センサによって計測された電流値を補正値に基づいて補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された電流値に基づいて前記蓄電素子の状態を推定する推定ステップと、
前記補正ステップの実行に応じて所定値を積算する積算ステップと、
前記積算ステップで積算された積算値が第1の閾値に達すると、前記状態の推定値に蓄積された誤差を低減する低減ステップと、
前記電流センサの特性変化に関係する物理量に応じて前記所定値及び前記第1の閾値の少なくとも一方を変更する変更ステップと、
を含む、管理方法。 It is a management method for power storage elements.
A correction step that corrects the current value measured by the current sensor connected in series with the power storage element based on the correction value, and
An estimation step for estimating the state of the power storage element based on the current value corrected in the correction step, and an estimation step.
An integration step that integrates predetermined values according to the execution of the correction step, and
When the integrated value integrated in the integration step reaches the first threshold value, a reduction step for reducing the error accumulated in the estimated value of the state, and a reduction step.
A change step of changing at least one of the predetermined value and the first threshold value according to a physical quantity related to a change in the characteristics of the current sensor.
Management methods, including.
Priority Applications (1)
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JP2020121164A JP2022018218A (en) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | Management device, power storage device, and management method of power storage element |
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